Gekleurde microben in de wolken kunnen helpen leven op andere planeten te vinden

Pigmentmoleculen in de wolken kunnen onthullen of er leven is op andere planeten. Op aarde maken microben hoog in de stratosfeer zulke pigmenten aan om zichzelf te beschermen tegen uv-licht.

Voor het eerst zijn de kleuren van microben gemeten die hoog in de lucht in de wolken leven. Dit kan helpen in de zoektocht naar leven op andere planeten.

Hoog in de aardatmosfeer leven talloze micro-organismen – tot wel 100.000 per kubieke meter. Zij spelen een belangrijke rol in de vorming van wolken. Deze organismen maken pigmenten aan om zichzelf te beschermen tegen het intense uv-licht daarboven.

LEES OOK

Wat kunnen we leren van interstellaire indringers?

De afgelopen jaren hebben astronomen drie objecten waargenomen van onbeke ...

Als vergelijkbare levensvormen ook in de atmosfeer van andere planeten voorkomen, dan kunnen we ze van veraf detecteren. Dit kunnen we doen door het licht dat de planeten reflecteren te analyseren, zegt astrobioloog Ligia Coelho van de Cornell-universiteit in New York.

‘Biopigmenten zijn een krachtige en verrassende universele aanwijzing voor de aanwezigheid van leven’, zegt Coelho. ‘Omdat uv-licht overal in het heelal een bedreiging vormt voor leven, op alle planeten met een ster, is het goed mogelijk dat organismen ook daar reflecterende pigmenten hebben geëvolueerd die een beschermende functie hebben.’

Leven in de wolken

Om meer te leren over de kleuren van microben die in de atmosfeer leven, kweekte Coelho microben die waren verzameld door bioloog Brent Christner van de Universiteit van Florida en zijn collega’s. Het team van Christner gebruikte heliumballonnen om de microben te vangen op plakkerige staven, op hoogtes tussen de 3 en 38 kilometer boven het aardoppervlak.

Coelho’s team mat vervolgens welke kleuren licht de verzameling microben weerkaatste. Ze leverden een scala aan gele, oranje en roze tinten op. Die kleuren danken de organismen aan carotenoïden zoals bètacaroteen, een stofje dat ook in wortels zit.

Tot slot berekende het team hoe deze kleuren zouden veranderen op planeten met andere omgevingsomstandigheden, zoals op een nattere of drogere wereld.

‘Voor de eerste keer hebben we echte reflectiespectra van gepigmenteerde micro-organismen uit de atmosfeer. Die kunnen we gebruiken als referentie om te voorspellen hoe we leven in de wolken kunnen meten, en mogelijk om het op te sporen’, zegt Coelho.

Astronomen die zoeken naar buitenaards leven bestuderen ook nu al het licht dat verre planeten weerkaatsen. Dat vertelt ons namelijk iets over de gassen in de atmosfeer van de planeet. Gassen zoals zuurstof en methaan kunnen wijzen op levende organismen die deze gassen aanmaken. Een stof als groen chlorofyl kan afkomstig zijn van planten en microben, en dus duiden op leven op het oppervlak.

Tot nu toe werden wolken rond exoplaneten gezien als een belemmering, omdat ze zowel sporen van leven in de atmosfeer als dat van leven aan het oppervlak kunnen verbergen. ‘Simulaties van planeten laten zien dat, mochten wolken hoge concentraties van microben bevatten, hun lichtspectra dusdanig veranderen dat we het kunnen meten’, zegt Coelho.

Algenbloei

Met toekomstige ruimtetelescopen, zoals het door NASA voorgestelde Habitable World Observatory (Observatorium voor Bewoonbare Werelden), kunnen wetenschappers beter naar leven in andere sterrenstelsels zoeken. Maar zelfs met geavanceerdere instrumenten moeten de concentraties erg hoog zijn om ze vanaf zulke grote afstanden te kunnen zien. ‘De concentraties van micro-organismen in de aardse atmosfeer liggen ver onder de huidige detectiedrempels’, zegt Coelho.

De Habitable Worlds Observatory zal wolkmicroben alleen zien als hun concentratie vergelijkbaar is met die van algenbloei in de oceaan. ‘Die zijn wél vanuit de ruimte detecteerbaar’, zegt Coelho.

Astrobioloog Clare Fletcher van de Universiteit van New South Wales in Australië zegt dat het zoeken naar de carotenoïden die microben in de stratosfeer produceren, én naar het chlorofyl dat planten maken, nuttig kan zijn. ‘Dit gaat er echter wel vanuit dat leven op exoplaneten vergelijkbaar is met het leven op aarde, wat niet per se het geval hoeft te zijn’, zegt ze.

Astronoom Peter Tuthill van de Universiteit van Sydney in Australië is sceptisch. Hij twijfelt eraan of de aanwijzingen in de wolken die in de studie zijn geïdentificeerd, echt nuttig zijn bij het zoeken naar buitenaards leven. ‘Ik ben blij dat ik het meetinstrument niet zelf hoef te ontwerpen om de biosignalen uit de ruis te halen op een afstand van zo’n 65 lichtjaar’, zegt hij.